5.1 歐拉模型概述

ANSYS Fluent中的歐拉多相模型允許對多個獨立但相互作用的相進行建模。這些相可以是幾乎任何組合的液體，氣體或固體。與用于離散相模型的歐拉-拉格朗日處理相反，每個階段都使用歐拉處理。

使用歐拉多相模型，次要相的數量僅受內存需求和收斂行為的限制。只要有足夠的存儲空間，就可以對任意數量的次級階段進行建模。但是，對于復雜的多相流，您可能會發現解決方案受到收斂行為的限制。有關多階段建模策略，請參見《用戶指南》中的歐拉模型。

ANSYS Fluent的歐拉多相模型無法區分流體-流體流和流體-固體（顆粒）多相流。顆粒流僅僅是涉及至少一個已被指定為顆粒相的相的流。

ANSYS Fluent解決方案基于以下內容：

①所有階段均共享一個壓力。

②求解每個階段的動量和連續性方程。

③以下參數可用于顆粒相：

可以為每個固相計算顆粒溫度（固體波動能量）。您可以選擇代數公式，常數，用戶定義的函數或偏微分方程。

 固相剪切和體積粘度是通過將動力學理論應用于顆粒流而獲得的。也可提供用于模擬顆粒流動的摩擦粘度。您可以為所有屬性選擇適當的模型和用戶定義的功能。

④有幾個相間阻力系數函數可用，適用于各種類型的多相狀態。（您也可以按照Fluent自定義手冊中的說明，通過用戶定義的函數來修改相間阻力系數。）所有k-ε和k-ω湍流模型均可用，并且可能適用于所有相或混合物。

5.2 歐拉模型的局限性

除以下限制外，ANSYS Fluent中可用的所有其他功能均可與歐拉多相模型一起使用：

①沒有基于每個階段的雷諾應力湍流模型。

②粒子跟蹤（使用拉格朗日分散相模型）僅與主相相互作用。

③使用歐拉模型時，無法對具有指定質量流率的沿河周期性流量進行建模（允許您指定壓降）。

④不允許無粘性流動。

⑤不允許熔化和固化。

⑥并行跟蹤粒子時，如果啟用了共享內存選項（《用戶指南》中的“離散相模型”的并行處理），則DPM模型不能與歐拉多相模型一起使用。（請注意，在并行運行時，使用消息傳遞選項可以使所有多相流模型與DPM模型兼容。）

要從單相模型更改為多相模型，您將需要執行一系列步驟。您將必須先設置混合溶液，然后再設置多相溶液。但是，由于多相問題是緊密聯系在一起的，因此最好開始使用初始的一組保守的參數（時間和空間的一階）直接解決多相問題。這當然取決于問題。除其他事項外，修改包括引入多個相的體積分數α₁，α₂……，以及在相之間交換動量，熱和質量的機制。

5.3 體積分數方程

多相流互穿連續體的描述結合了相體積分數的概念，此處用表示。體積分數代表每個相所占據的空間，并且每個相分別滿足質量守恒定律。守恒方程的推導可以通過對每個相位的局部瞬時平衡進行平均[6]或使用混合理論方法[42]來完成。

相的體積定義為V_q 

                         

相的有效密度為：

可以通過隱式或顯式時間離散化求解體積分數方程。有關這兩種VOF方案的詳細信息，請參閱“隱式公式”和“顯式公式”。

5.4 守恒方程（質量、動量、能量后面敘述）

5.5 界面濃度Interfacial Area Concentration

界面面積濃度定義為每單位混合物體積兩相之間的界面面積。這是預測通過相之間界面的質量，動量和能量轉移的重要參數。當將Eulerian多相模型與非顆粒第二相一起使用時，可以讓ANSYS Fluent通過以下兩種方法之一來計算界面面積：

①使用界面區域濃度中所述的輸運方程式。這允許氣泡直徑的分布和聚結/破裂效應。

②在指定的氣泡直徑和界面區域濃度之間使用代數關系。

代數界面面積模型是從球形氣泡或液滴的表面積與體積之比得出的：

氣泡或液滴直徑為d_p，使用歐拉多相模型時可用的代數模型是（后期是沸騰模擬，所以只介紹沸騰的）：

①：Ishii Model（僅沸騰流動）：僅在激活沸騰模型時才可用的Ishii模型也會修改粒子模型，并導致α_p的分段線性函數，當α_p接近1時，α的分段線性函數接近0。

在Fluent中，α_prict選擇為0.25。

②：用戶定義的（僅沸騰流）請參見Fluent自定義手冊中的DEFINE_EXCHANGE_PROPERT

③Particle Model

對于體積分數為α_p的分散相p，粒子模型估計界面面積濃度，如下

5.6 相間交換系數 Interphase Exchange Coefficients

①這里沸騰用的是 Ishii模型

下圖是fluent界面：

常見的其他模型還有：

5.7 提升力Lift Force

對于多相流，ANSYS Fluent可以包括升力對次級相顆粒，液滴或氣泡的影響。這些升力主要是由于初級相流場中的速度梯度作用在粒子上。對于較大的顆粒，升力將更為顯著，但是ANSYS Fluent模型假設顆粒直徑遠小于顆粒間的間距。因此，包含升力不適用于緊密堆積的顆粒或非常小的顆粒。

升力系數模型Fluent在公式17–254中提供了多種升力系數模型。以下各節將介紹這些模型。

       ①Moraga升力模型

②Saffman-Mei升力模型

③Legendre-Magnaudet升力模型

④Tomiyama升力模型

⑤或者，您可以為升力系數（DEFINE_EXCHANGE_PROPERTY）指定常數或用戶定義的函數。有關如何在模擬中包括升力的詳細信息，請參考《 Fluent用戶指南》中的“包括升力”。

本文沸騰用的是Tomiyama升力模型

Tomiyama適用于橢圓形和球形帽形結構中較大規模的可變形氣泡的升力。與Tomiyama和wall lubrication模型一樣，該模型取決于E?tv?s數。它的主要特征是預測氣泡大小的交點，在該交點處，顆粒變形會引起升力符號的反轉。在Fluent中實現的模型是Frank等人在原始Tomiyama lift model（1998）[460]的基礎上進行的輕微修改。（2004）[132]：

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